○張弘

（武漢供電公司輸電運(yùn)行檢修室 湖北 武漢 430015）

一、前言

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電五大部分組成的。電作為一種特殊的商品它的特點(diǎn)是產(chǎn)、供、銷同時(shí)完成。輸電是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對確保線路的正常運(yùn)行對整個(gè)系統(tǒng)來說是十分重要的，但往往被人忽略。輸電線路可靠性是反映電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否合理一個(gè)方面，輸電事故率又是輸電線路可靠性一個(gè)重要指標(biāo)。

輸電事故率〔次/（百公里·年）〕=在計(jì)算輸電線路事故率及有關(guān)的可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)時(shí)，輸電線路總長度應(yīng)扣除35KV及以下直配線、用戶專用線長度。

當(dāng)然引起開關(guān)跳閘原因很多。比如主變壓器滿載和過載、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作等等。本文討論故障點(diǎn)在線路上，其它不在本文范圍內(nèi)。為論述清楚，有必要從中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)架空輸電線路的結(jié)構(gòu)談起。

二、架空輸電線路的結(jié)構(gòu)

圖1

輸電導(dǎo)線在電力系統(tǒng)中起著輸送電能的作用。架空導(dǎo)線一般選用裸導(dǎo)線。裸導(dǎo)線按其結(jié)構(gòu)分，有單股和多股絞線。在35KV及以上架空線路上導(dǎo)線選用技術(shù)要求是無特殊要求時(shí)宜選用鋼芯鋁絞線、鋁合金絞線或鋁合金鋁絞線。風(fēng)力較強(qiáng)地區(qū)宜采用銅芯絞線或鋼芯鋁合金絞線。銅芯導(dǎo)線雖然載流量大，但造價(jià)高，易發(fā)生被盜。隨著最后銅芯導(dǎo)線35KV南土線改造完成，江南地區(qū)基本上使用鋼芯鋁絞線。所以這里著重介紹鋼芯鋁絞線，其橫斷面如圖1。這種導(dǎo)線的芯子是鋼線，以增強(qiáng)導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，彌補(bǔ)鋁線機(jī)械強(qiáng)度較差的缺點(diǎn)；而外圍有鋁線，取其導(dǎo)電性較好。由于交流電流通過導(dǎo)線時(shí)有集膚效應(yīng)，所以交流電流實(shí)際只從鋁線通過，從而克服了鋼線導(dǎo)電性差的缺點(diǎn)。

表1

圖2

三、引起輸電線路跳閘的原因與對策

引起線路跳閘原因有很多，比如說樹障、外破、雷擊、小動(dòng)物、導(dǎo)線的舞動(dòng)等等，下面就主要的加以說明。

1、樹障

干燥的木頭是不導(dǎo)電的。但樹木由于有大量的水份，在高電壓下導(dǎo)線可能向樹木放電。特別是在雨天或空氣濕度過大情況，在高壓作用下，樹木就會(huì)成為導(dǎo)電體，對樹木周圍的建筑、設(shè)備、人員和地下管線都會(huì)構(gòu)成危害，并可能造成重大設(shè)備、人身傷亡事故。

為了保證安全，部頒《安規(guī)》考慮了最大風(fēng)偏的情況下，線路設(shè)備運(yùn)行缺陷標(biāo)準(zhǔn)。如表1。

當(dāng)安全距離接近上面數(shù)字就應(yīng)當(dāng)引起警惕，若小于上面數(shù)字就應(yīng)馬上派人修剪樹木。圖2是2007年5月至于10月樹障處理次數(shù)。

由圖2可以看出樹障隨季節(jié)變化而改變。夏季因氣溫升高，負(fù)荷大，導(dǎo)線熱膨脹而伸長，其拉力減少，弧垂增大；冬季氣溫下降時(shí)，負(fù)荷降低，導(dǎo)線弧垂減小。夏天弧垂過大，在武漢地區(qū)一些植物特別是比如意楊、沙樹、法國梧桐等生長快的樹種更是樹障高發(fā)生率的隱患。

樹障處理有兩大難點(diǎn)。一是樹木對導(dǎo)線距離的估算。用目測法心算弧垂到樹頂距離，應(yīng)從多種角度觀察。這種方法的誤差是由人的觀察角度和錯(cuò)覺引起的。另一個(gè)難點(diǎn)是樹木的賠償問題。有些村民往往把供電部門的賠償當(dāng)做搖錢樹。他們提出過高的賠償要求，有的人甚至于故意在導(dǎo)線下方種樹等著供電部門的賠償。我認(rèn)為要解決這個(gè)問題一是電力部門要宣傳電力知識，告訴高壓電的危險(xiǎn)性和保護(hù)電力設(shè)施必要性。二是健全《電力法》緊迫性。因?yàn)椤峨娏Ψā凡]有規(guī)定賠償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。

2、雷擊或閃絡(luò)

具體事例：2007年9月10日110KV岳南岳鐵線因雷擊跳閘。瓷瓶有明顯被電弧灼傷印記。2008年6月220KV袁徐線161#塔雷擊跳閘。

雷擊按發(fā)生機(jī)理分感應(yīng)雷和直擊雷。感應(yīng)雷原理簡單說是云層帶有大量電荷，因此導(dǎo)線上感應(yīng)相應(yīng)的異種電荷，加上原來電量產(chǎn)生雷擊過電壓。直擊雷有三種，一是雷擊桿塔塔頂，即反擊。塔頂最高，雷有個(gè)特性即首先擊最高處，所以這點(diǎn)好理解。這是接地裝置上應(yīng)有雷擊點(diǎn)的印痕。采取的措施要求降低桿塔的接觸電阻或土壤的電阻率。二是雷電繞過避雷線擊于導(dǎo)線，即繞擊?，F(xiàn)象就是瓷瓶或?qū)Ь€上有放電點(diǎn)的印記。導(dǎo)線帶有大量電荷。電荷異性相吸，所以架空導(dǎo)線容易被雷擊。這一點(diǎn)也好理解。但這種情況對于輸電線路保護(hù)是不愿看到的。采取措施就是加強(qiáng)絕緣并減小避雷線保護(hù)角。三是雷擊避雷線。避雷線作用就是保護(hù)導(dǎo)線免遭雷擊。避雷線在桿塔上的掛點(diǎn)與下面磁瓶掛點(diǎn)的連線與垂線的夾角稱為避雷線的保護(hù)角。

架空接地導(dǎo)線與鐵塔塔身、接地裝置一起構(gòu)成線路防雷系統(tǒng)。隨著技術(shù)進(jìn)步，架空地線OPWG光纜正逐步替代傳統(tǒng)絕緣架空地線。OPWG光纜有傳輸信號的功能。許多剛從事線路工作的同志認(rèn)為架空地線不帶電。這種觀念是錯(cuò)誤的。架空地線帶有幾百甚至幾千伏電壓。根據(jù)《電力安全規(guī)程（線路部分）》要求安全距離0.4米。所以接地線和個(gè)人保安線不能掛在架空地線上。

為了降低雷擊跳閘率，首先除了定期清掃污穢的絕緣子（因?yàn)槲鄯x的絕緣子使絕緣子的耐雷水平降低）外，減小桿塔接地電阻也是提高線路耐雷水平的有效措施。所以檢查接地裝置的腐蝕情況并及時(shí)處理也是十分必要的。特別是潮濕地區(qū)比如農(nóng)田。農(nóng)藥的使用、酸雨都會(huì)對地阻有腐蝕作用。

當(dāng)發(fā)生雷擊跳閘如何正確尋找被雷擊的桿塔呢？對于玻璃磁瓶，因?yàn)椴ＡТ牌繒?huì)自爆，所以如果雷擊點(diǎn)是玻璃磁瓶的桿塔，最容易發(fā)現(xiàn)。對于合成絕緣子，表面會(huì)有因電弧灼燒的顆粒。對于普通磁瓶因?yàn)橛械拇牌恳驗(yàn)檫\(yùn)行時(shí)間長久表面會(huì)帶有鐵銹，不太容易觀察。特別是如果被雷擊的瓶子處于最上面因?yàn)橛^察的角度不容易發(fā)現(xiàn)。這時(shí)就必須登桿檢查。被電弧灼傷的瓶子會(huì)留有印記（主要是黃色或黑色的）?；蚴前汛牌咳∠聛碛脫u表來測量絕緣電阻是否滿足要求。

其實(shí)線路被雷擊在一定時(shí)間內(nèi)不只一次。只有滅弧時(shí)間大于繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間和開關(guān)動(dòng)作時(shí)間之和，線路才會(huì)跳閘。

3、導(dǎo)線舞動(dòng)

這種情況雖然發(fā)生不多，但的確出現(xiàn)過。如以前110KV青花二回12#—13#以前發(fā)生過因?qū)Ь€舞動(dòng)，造成相間短路，線路主保護(hù)動(dòng)作，重合不成功事故。兩塔處于嚴(yán)西湖邊，該處雙分裂導(dǎo)線的間隔棒破裂、脫落，且導(dǎo)線跨越嚴(yán)西湖。事發(fā)當(dāng)天天降毛毛細(xì)細(xì)雨，氣溫又低于攝氏零度以下，再加上5級左右的北風(fēng)。

所以筆者建議對雙分裂導(dǎo)線特別是在大跨越地區(qū)檢查雙分裂間隔棒完整情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

4、小動(dòng)物、鳥害

特別是在位于樹林、湖邊的桿塔有鳥巢的狀況比較常見。在武漢江南片區(qū)鳥類以灰椋為主。這類故障形成的機(jī)理：

（1）以鳥類、鳥蛋為食的蛇或其它小動(dòng)物上桿塔，形成導(dǎo)線經(jīng)動(dòng)物體接地短路。2007年10月110KV岳南線跳閘。巡視人員在故障塔發(fā)現(xiàn)是蛇吃塔頂小鳥蛋引起。電弧把蛇體燒焦。（2）鳥類在筑巢進(jìn)程中所需的材料如小樹枝接觸或靠近帶電導(dǎo)線形成回路引起跳閘。如2008年5月因大風(fēng)把鳥巢吹落到導(dǎo)線上使220KV鳳棲線跳閘。（3）長期在桿塔上活動(dòng)的鳥類在絕緣上泄鳥糞。鳥糞日積月累到一定程度后就形成污閃。

防止這種生物危害線路運(yùn)行安全的辦法現(xiàn)在用的最多是驚鳥器。它是一種反光鏡片和風(fēng)車組成的裝置掛在塔頂上。其原理是利用光的反射和風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)來驚嚇鳥類。但這種裝置運(yùn)行一段時(shí)間后鳥類逐漸適應(yīng)以后，好象不再有效。

圖3

筆者認(rèn)為現(xiàn)階段最好的辦法還是人工上塔摘鳥巢最環(huán)保、最經(jīng)濟(jì)。時(shí)間最好選在春、夏之交，因?yàn)檫@時(shí)鳥類繁殖季節(jié)已過。如果過早行動(dòng)，沒過多久鳥類本能又會(huì)重新筑巢。

5、外破

我們知道短路有三種三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相短路。其中三相短路危害性最大，但發(fā)生概率最低度。70%~80%短路是屬于單相短路。引起線路跳閘原因70%~80%又是因?yàn)橥馄频脑?。如工程施工，放風(fēng)箏，釣魚，違章建筑，高空拋物等。

圖3是鳳絡(luò)一回短路跳閘后在導(dǎo)線上留下的痕跡。鋁鉸線因?yàn)榭諝庵醒趸瘯?huì)由原來的白色變?yōu)榛疑?。短路時(shí)電弧會(huì)把表面的氧化層打掉而露出白色的本色。

此外短路電流往往會(huì)達(dá)幾千安，從而在地面上會(huì)留下燒焦的痕跡。

造成外破成為線路跳閘主要原因的因素在于以下幾點(diǎn)。

首先，隨著社會(huì)的發(fā)展，人口的膨脹，原來城市周邊的農(nóng)村變成了城鎮(zhèn)。如比鳳絡(luò)一二回所經(jīng)過的關(guān)山地區(qū)過去是水塘、耕地，現(xiàn)在成了開發(fā)區(qū)。開發(fā)區(qū)建設(shè)需要做房子，那么所需的大型機(jī)械、塔吊、混凝土澆灌車都對旁邊的高壓線構(gòu)成威脅。

其次，一些線路運(yùn)行時(shí)間長達(dá)二三十年。原來雖處在人煙稀少的地方?，F(xiàn)在成了人口稠密的地方。相對地距離雖滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。但又不是太高。比如說110KV青平、花平線很多地段經(jīng)過魚塘。那么在塘邊釣魚就有可能引起短路跳閘。

再次，國家大型建設(shè)的原因，比如武廣客運(yùn)鐵路專線要經(jīng)過青關(guān)三回、花平線、和關(guān)線、華鍛線等等。建設(shè)中的高架橋使高壓線對地（橋面）距離縮短了。

最后，巡視人員經(jīng)驗(yàn)不足。對可能的外破無預(yù)見性。既然外破對輸電線路安全運(yùn)行有這么大的危害。如何采取措施解決就是提高輸電線路運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵。所以筆者建議：一是要加強(qiáng)對重點(diǎn)工程的監(jiān)控。增強(qiáng)對施工單位勾通。對施工人員進(jìn)行有關(guān)安全施工和高電壓危險(xiǎn)性的宣傳。二是對不放心的地段，當(dāng)工程施工時(shí)，派專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。三是對人口稠密地區(qū)和高架橋要經(jīng)過地區(qū)的線路在資金允許情況下把架空線路改成電纜。四是對巡視人員不定期進(jìn)行陪訓(xùn)。

四、結(jié)論

經(jīng)過以上分析，要想減小線路跳閘次數(shù)、提高輸電線路的可靠性可從以下方面著手。

要注意觀察導(dǎo)線對樹距離（尤其是在夏季），因?yàn)槿怂幗嵌炔煌?，有時(shí)會(huì)有錯(cuò)覺；要從近處、遠(yuǎn)處，不同方向觀察，特別是死角不能忽略，小于《安規(guī)》規(guī)定的距離應(yīng)及時(shí)處理；1—2公里進(jìn)線段一年一次檢測接地電阻，一般地區(qū)及10%開挖檢查為五年一次，特別是象農(nóng)田那樣半于半濕地方和重污染地區(qū)，并做好記錄；有間隔棒缺失等帶電缺陷應(yīng)利用停電機(jī)會(huì)及時(shí)處理；春、夏之交季節(jié)清除鳥巢；重點(diǎn)關(guān)注外破。定期、不定期檢查重點(diǎn)外破情況；確保清掃周期和質(zhì)量；加強(qiáng)對年輕巡視員的培訓(xùn)力度。

[1]國家電力公司：電業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)程[M].中國電力出版社，2008.

[2]周澤存：高電壓技術(shù)[M].中國電力出版社，2011.